مطالعۀ آزمایشگاهی تاثیر شیب جانبی دیوار کانال اصلی در تلاقی کانال های روباز بر ابعاد ناحیۀ جداشدگی

مطالعۀ هیدرولیک جریان در تلاقی رودخانه ها و کانال های روباز از جنبه های مختلف شامل فرسایش، رسوب گذاری و ملاحظات زیست محیطی بااهمیت است. یکی از مهم ترین خصوصیات مورد توجه در محل تلاقی، ابعاد ناحیه جداشدگی جریان است. این ناحیه بلافاصله بعد از گوشۀ پایینی محل تلاقی در حین ورود جریان از شاخۀ فرعی به شخه اصلی به وجود می آید. در پژوهش حاضر تاثیر شیب جانبی دیوار کانال اصلی بر ابعاد ناحیۀ جداشدگی جریان بررسی شده است. آزمایش ها به ازای چهار نسبت دبی، چهار عدد فرود پایاب و زاویه های 45، 60، 75 و 90 درجه اجرا شده است. نتایج به‌دست‌ آمده حاکی از افزایش ابعاد ناحیۀ جداشدگی در اثر کاهش زاویۀ شیب جانبی دیوار کانال اصلی است. میانگین افزایش طول ناحیۀ جداشدگی به ازای زاویه های 45، 60 و 75 درجه نسبت به دیوار قائم به ترتیب برابر 55/3، 30/3 و 15/5 درصد به‌دست‌ آمده است. مقادیر گفته شده برای پهنای ناحیۀ جداشدگی به ترتیب برابر 33/8، 22/7 و 10/8 درصد است. کاهش عدد فرود پایاب و افزایش نسبت دبی کانال فرعی به کانال اصلی نیز با افزایش ابعاد ناحیۀ جداشدگی همراه است. همچنین، متناسب با افزایش زاویۀ شیب جانبی، شاخص شکل ناحیۀ جداشدگی افزایش می‌یابد به طوری که میانگین مقادیر آن به ازای زاویه های 45، 60، 75 و 90 درجه به ترتیب برابر 0/144، 0/147، 0/150 و 0/156 به دست آمده است. علاوه بر آن، روابطی رگرسیونی برای محاسبۀ طول و پهنای ناحیۀ جداشدگی و بر اساس متغیرهای بی بعد تحقیق حاضر استخراج و به ازای شیب جانبی 90 درجه با روابطی مقایسه شد که دیگر محققان به کار برده‌اند.

Study of Side Slope Effect of Main Channel Wall in OpenChannels Junction on Separation Zone Dimensions

The study of hydraulic condition around the rivers confluence and openchannel is important in various aspects, including erosion, sedimentation and environmental considerations. One of the most important characteristics in the confluences is dimensions of separation zone. This zone immediately develops in the lower corner of the junction, as flow entrance of the lateral channel into the main channel. In this research, side slope effects of the main channel on dimensions of flow separation zone was studied. Experiments were conducted with four discharge ratios, four downstream Froude numbers and four side slope angles of 45°, 60°, 75° and 90°. Results showed that the separation zone enlarges by decreasing of side slope angle of the main channel wall. The results showed that on average, and for side slopes angels of 45°, 60° and 75°, the length of separation zone was increased 55.3%, 30.3% and 15.5% respectively in comparison of the vertical wall. The mentioned values were achieved 33.8%, 22.7% and 10.8% respectively, for the width of separation zone. On the other hand, the dimensions of separation zone increased by decreasing of the downstream Froude number and increasing of the discharge ratio. Also, increasing of side slope angle was accompanied with increment of separation zone shape index. For side slope angles of 45°, 60°, 75° and 90°, values of this index were obtained 0.144, 0.147, 0.150 and 0.156, respectively. Moreover, a regression equation was developed using dimensionless parameters for prediction of separation zone dimensions; it was compared with the equations presented by other researchers, for side slope angle of 90o.